Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 Phần I giới thiệu chung về động cơ ZIL 130 1. Giới thiệu chung: Động cơ ZIL-130 là loại động cơ xăng 4 kỳ, tạo hỗn hợp bên ngoài thông qua bộ chế hòa khí, đốt cháy hỗn hợp cỡng bức bằng tia lửa điện sinh ra ở nến điện của của hệ thống đánh lửa. Động cơ Zil-130 là loại động cơ có 8 xi lanh, đợc bố trí thành 2 hàng hình chữ V đợc làm mát bằng không khí và nớc. Bố trí các xi lanh hình chữ V có u điểm là có thể tăng đợc số xi lanh công tác nhng lại không làm tăng chiều dài của động cơ đồng thời hạ thấp trọng tâm của động cơ. Qua việc hạ thấp chiều cao của động cơ, việc bố trí động cơ trong khoang động lực rất thuận lợi, bên cạnh đó tàm nhìn của lái xe cũng không bị hạn chế. Kết cấu các cụm tổng thể của động cơ Zil-130 đợc thể hiện trên hình 1 2. Kết cấu động cơ Zil-130: 2.1 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền: Gồm 2 nhóm chi tiết chính: + nhóm các chi tiết cố định + nhóm các chi tiết chuyển động 2.1.1 Nhóm chi tiết cố định: a. Khối thân xi lanh: Là chi tiết chính có khối lợng lớn nhất trong các chi tiết của động cơ. Nhiệm vụ của khối thân xi lanh là tạo vị trí gá lắp cho các chi tiết khác nh trục khuỷu, trục cam, xy lanh, nắp máy, Ngoài ta khối thân xi lanh cùng với cácte tạo thành khoang chứa dầu bôi trơn, cùng với nắp máy, lót xi lanh tạo thành khoang chứa nớc làm mát cho động cơ. Khối thân xi lanh của động cơ Zil-130 đợc chế tạo bằng gang xám, có kết cấu thân chịu lực. Kết cấu khối thân xi lanh đợc thể hiện trên hình 2 b. ố ng lót xi lanh: Động cơ Zil-130 sử dụng ống lót kiểu "ớt". Nghĩa là bề mặt ngoài của ống lót tiếp xúc trực tiếp với nớc làm mát. Sử dụng ống lót ớt có u điểm rất lớn là hiệu suất làm mát cao, dễ dàng thay thế và sửa chữa. Kết cấu ống lót xi lanh thể hiện trên hình 2. Bề mặt công tác của ống lót xilanh sẽ tạo thành bề mặt dẫn hớng cho pittông. c. Nắp xilanh: Nắp máy đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm AL-4. Nắp máy đợc dùng để đậy kín phía trên của xi lanh và kết hợp với xi lanh tạo nên buồng cháy. Nắp máy còn là nơi gá lắp các chi tiết khác nh: xupáp, giàn cò mổ, tạo ra các rãnh để đa hỗn hợp vào xi lanh và các đờng thải để thải sản phẩm cháy ra bên ngoài. Nắp máy và khối thân xi lanh đợc cố định với nhau bởi các bu lông, giữa chúng có đệm làm kín. GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 1 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 Kết cấu của nắp máy đợc thể hiện trên hình 2. 2.1.2. Nhóm chi tiết chuyển động: a. Pít tông: Đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm nhằm giảm khối lợng và lực quán tính. Cấu tạo chính của pittông gồm 3 phần chính: đỉnh pittông, đầu pittông và thân pittông. Đỉnh pittông cùng với nắp xilanh tạo thành buồng cháy ở đầu pittông có tiện rãnh để lắp vòng găng.Thân pittông có 2 vấu có lổ để lắp chốt pittông. Để cải thiện sự mài rà giữa pittông với ống lót xilanh và ngăn ngừa thân pittông khỏi bị xớc ngời ta phủ lớp thiếc. Kết cấu cụ thể pittông đợc thể hiện trên (hình 6). b. Các xécmăng: Trên pittông đợc lắp 2 loại xécmăng là xécmăng khí và xécmăng dầu. Các xécmăng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy của động cơ và để dẫn nhiệt từ đỉnh pittông ra thành ống lót xilanh. Xécmăng dầu có nhiệm vụ san đều dầu trên bề mặt làm việc và gạt dầu bôi trơn thừa từ mặt gơng xilanh về cácte. Khi lắp vào píttông miệng vòng găng khí phải lệch nhau 90 0 kết cấu vòng găng đợc thể hiện trên (hình7) c. Chốt pittông: Có nhiệm vụ nối pittông với đầu nhỏ thanh truyền. Chốt pittông đợc chế tạo bằng thép hợp kim, có dạng hình trụ rỗng, mặt ngoài đợc gia công tinh luồn qua bạc đầu nhỏ thanh truyền và gối lên 2 bệ chốt của pittông. Chốt pittông đợc lắp kiểu bơi, 2 đầu chốt có 2 khóa hãm để hạn chế dịch chuyển dọc trục. Chốt pittông đợc lắp căng trên bệ chốt, do đó khi lắp cần phải nung nóng pittông trong dầu 80 đến 90 0 C. d. Thanh truyền: Có nhiệm vụ nối pittông với chốt khuỷu của trục khuỷu và truyền lực khí thể từ pittông cho trục khuỷu từ hành trình giản nở và ngợc lại ở các hành trình nạp,nén,thải.Kết cấu thanh tryuền đợc thể hiện trên (hình 8).Trong quá trình làm việc thanh truyền thực hiện 2 chuyển động phức tạp: Tịnh tiến dọc theo đờng tâm xilanh. Chuyển động lắc tơng đối so với trục của chốt. Trên thân và nửa dới có đánh dấu khi lắp thì phải chú ý mặt có dấu quay về phía đầu động cơ. Trong lắp ráp để đảm bảo cân bằng, khối lợng của thanh truyền chênh lệch không quá 6 đến 8 gam. e.Trục khuỷu: Có nhiệm vụ truyền lực khí thể từ pittông, lực quán tính của các khối lợng chuyển động tịnh tiến và quay của các chi tiết cơ cấu thanh truyền, sau đó tạo momen quay. Trục khuỷu đợc chế tạo bằng vật liệu có độ bền cao. Các cổ khuỷu đợc làm rỗng tạo thành nhữmg khoang để chứa cặn bẩn của dầu nhờn. Khi động cơ làm việc dới tác dụng của lực li tâm,những phần tử nặng trong dầu và cặn bẩn do mài mòn các chi tiết máy, lắng đọng trong các khoang đó. Khi tháo mở động cơ ngời ta mở nút (2) ra để thải bỏ cặn bẩn và cọ rửa sạch. Tải trọng dọc trục khuỷu tác động lên vòng đệm chặn dầu trục khuỷu,kết cấu trục khuỷu đợc thể hiện trong hình 9. GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 2 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 f. Bánh đà: Bánh đà có nhiệm vụ đẩy pittông ra khỏi các điểm chết, đảm bảo trục khuỷu của động cơ quay đồng đều khi làm việc ở chế độ không tải, đảm bảo dể khởi động động cơ, giảm tải tức thời khi xe bắt đầu khởi hành và truyền momen cho cầu xe ở mọi chế độ. Bánh đà đợc chế tạo bằng gang và đợc cân bằng động cùng với trục khuỷu. Bánh đà đợc lắp với mặt bích của trục khuỷu nhờ các bulông. Trên vành bánh đà có ép một vành răng dùng để khởi động động cơ (bằng động cơ diện), trên vành bánh đà còn có các dấu để xác định điểm chết trên của xilanh thứ nhất khi đặt góc đánh lửa. 2.2. Cơ cấu phối khí: Cơ cấu phối khí đảm bảo điền đầy hỗn hợp khí cháy vào xilanh động cơ đúng lúc và thải hết khí đã cháy ra khỏi xilanh. Cơ cấu bao gồm các bộ phận chính sau: Trục cam, con đội, đũa đẩy, xupáp, trục cò mổ và cò mổ. Sơ đồ cơ cấu đợc thể hiện trên (hình 10). 2.2.1 Trục cam: Trục cam của cơ cấu phối khí đợc bố trí trong khoang giữa 2 dãy xilanh có nhiệm vụ đóng và mở xu páp đúng thời điểm, ngoài ra trục cam còn có nhiệm vụ dẫn động bơm xăng, bơm dầu, bộ chia điện. Trên trục cam bố trí các cam dẫn động cho 16 xupáp của cả 2 dãy xilanh. Trên trục cam có lắp răng dẫn động, bánh răng này thờng xuyên ăn khớp với bánh răng đầu trục khuỷu, số răng của bánh răng 1 nhiều gấp dôi số răng của bánh răng lắp trên đầu trục khuỷu. Các biên dạng của các vấu cam 6,7 giống nhau, các vấu cam cùng tên đợc bố trí lệch pha nhau một góc 45 0 . Tính từ đầu trục cam đờng kính của cô 4 nhỏ dần để thuận lợi trong việc lắp ghép. Kết cấu trục cam đơc giới thiệu trên (Hình 10). 2.2.2. Xu páp của cơ cấu phối khí a. Xu páp thải: Có nhiệm vụ khi mở để cho toàn bộ sản phẩm cháy đợc thải ra bên ngoài và khi đóng cùng với xu páp hút làm kín cho buồng cháy. Xu páp thải của động cơ làm việc trong điều kiện nhiệt độ rất cao, từ 600 đến 800 0 C, do đó ngoài vật liệu chế tạo đảm bảo độ bền cao thì kết cấu của chúng phải có biện pháp nâng cao tuổi thọ. Để dẫn nhiệt tốt hơn từ tán xu páp thải ra ngoài ngời ngời ta sử dụng phơng pháp làm mát cho su páp bằng Natri. Nghĩa là thân xu páp phải làm rỗng và 3/4 thể tích rỗng đó chứa Natri kim loại. Natri có hệ số dẫn nhiệt cao và sôi ở nhiệt độ thấp (98 0 c). Khi động cơ làm việc Natri lỏng, sau đó sôi sẽ điền đầy thể rỗng của thân xu páp, qua ống dẫn hớng của nắp xilanh và truyền nhiệt cho nớc làm mát. Ngoài ra, để mòn đều bề mặt tiếp xúc giữa mặt nghiêng của xu páp và đế xupáp đ- ợc lắp cơ cấu tự quay xupáp. Kết cấu xupáp và cơ cấu quay xupáp xả đợc thể hiện trên (hình 11). Trong cơ cấu phối khí, khe hở nhiệt xupáp rất quan trọng, khe hở phải điều chỉnh đạt từ 0,25 0,30 mm. b. Xu páp nạp: Nhiệm vụ là nạp hỗn hợp vào xilanh của động cơ (khi xu páp mở), tán của xu páp rộng hơn tán của xu páp thải. GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 3 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 Kết cấu của xupáp nạp cũng tơng tự nh xupáp thải nhng một số điểm khác nh thân đợc chế tạo đặt, có chụp cao su ngăn dầu không cho dàu chảy vào buồng cháy và không bố trí cơ cấu xoay xupáp. 2.2.3.Dẫn động trục cam-truyền động cơ cấu phối khí. a. Dẫn động trục cam: Trục cam đợc dẫn động từ trục khuỷu thông qua truyền động bánh răng, đợc thể hiện trên hình 12. Các bánh răng dẫn động phải ăn khớp với nhau ở một vị trí xác định để đảm bảo pha phối khí và thứ tự làm việc của động cơ. Do đó khi lắp động cơ sửa chữa các bánh răng ăn khớp theo dấu (2), các dấu này đợc đánh dấu trên bánh răng trục cam và báng răng trục khuỷu. b.Truyền động cơ cấu phối khí: Có tác dụng truyền lực từ các vấu cam để thực hiện đóng mở các xu páp nạp và thải theo thứ tự pha phối khí. Các chi tiết đợc truyền động đợc thể hiện trên hình 13. Lực từ vấu cam 10 của trục cam đợc truyền qua con đội 9, qua đũa đẩy 19, bu lông điều chỉnh 7, cò mổ 17. Xupáp 2 để nâng cao khỏi đế xu páp 1. Khi động cơ làm việc than xupáp chuyển động tịnh tiến trong ống dẫn hớng 3. Lò xo 4 dùng để hồi vị xupáp sau khi con đội 9 trợt khỏi vấu cam. Các móng hãm 4 dùng để giữ lò xo. 2.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu: 2.3.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống: Sơ đồ bố trí chung của hệ thôngđợc thể hiện trên hình. Khi bơm xăng 1 làm việc, xăng từ thùng chứa 4 đợc hút qua lới lọc 9, theo đờng dẫn qua khóa 12 vào cốc lọc thô. ở đây, xăng đợc lọc các tạp chất và nớc, ròi theo ống dẫn vào bơm xăng vào cốc lọc tinh để tiếp tục lọc các tạp chất có kích thớc nhỏ, sau đó xăng đợc đa vào bộ chế hòa khí. 2.3.2 Bộ chế hòa khí K88 AM: Có nhiệm vụ tạo hỗn hợp hòa trộn giữa xăng và không khí theo một tỷ lệ nhất định để cung cấp cho động cơ là việc ở các chế độ khác nhau. Kết cấu cụ thể của bộ chế hòa khí K88 AM đợc thể hiện trên hình. Khi khởi động, phải đóng bớm gió lại, thông qua các tay đòn và thanh kéo nối liền bớm gió với trục bớm ga, bớm ga cũng mở nhỏ, tạo nên độ chân không lớn sau bớm ga có tác dụng hút nhiên liệu từ trong đờng dẫn ra họng khuếch tán. Do tác dụng của dòng không khí di chuyển, cộng thêm độ chân không cao, xăng bay hơi nhanh, hòa trộn với không khí, tạo thành hỗn hợp, cung cấp cho động cơ thông qua đờng nạp. Khi làm việc ở chế độ không tải, bớm ga chỉ mở nhỏ, độ chân không tại họng khuếch tán nhỏ, xăng không thể phun qua đờng phun của hệ thống phun chính đợc. Khi đó độ chân không của khoang bớm ga rất lớn, thông qua hệ thống rãnh không tải, xăng đợc hút qua gíchlơ không tải và phun ra các lỗ bố trí tại họng khuếch tán. Ngoài ra còn có các lỗ cho phép chuyển từ chế độ không tải sang chế độ có tải ổn định. Khi tăng tốc đột ngột thì bớm ga mở nhanh, đồng thời qua hệ thống cần pittông của bơm nhiên liệu bổ sung sẽ đi xuống, cung cấp thêm nhiên liệu vào đờng nạp. Khi làm việc ở chế độ tải trung bình và chế độ toàn tải, hệ thống phun chính làm việc, dòng nhũ tơng của chế độ không tải giảm dần, độ chênh lệch áp suất trong họng khuếch tán lớn, hỗn hợp nhiên liệu đợc hút qua gíclơ toàn tải. ở chế độ toàn tải, quá GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 4 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 trình làm việc của động cơ yêu cầu hỗn hợp đậm hơn, việc này đợc giải quyết nhờ cơ cấu làm đậm, 2.3.3 Bộ hạn chế tốc độ tối đa: Khi động cơ làm việc số vòng quay cao hơn số vòng quay cho phép thì sự mài mòn các chi tiết của cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền, tiêu hao nhiên liệu và dầu nhờn sẽ tăng lên. Trên động cơ -130 có một cơ cấu dùng để hạn chế tốc độ của trục khuỷu. Kết cấu của bộ hạn chế tốc độ đợc thể hiện trên hình. Khi số vòng quay của động cơ còn nằm trong giới hạn cho phép, khoang trên của màng 7 đợc thông với khoang không khí của bộ chế hòa khí qua đờng ống 13, lỗ 22 đuôi trục, lỗ của đế van 26 và đờng ống 12 áp suất của khoang trên B và khoang dới A cân bằng nhau. Cơ cấu cha có tác dụng gì đối với bớm ga. Khi số vòng quay của động cơ đạt đến số vòng quay giới hạn cho phép, van 25 đóng lại, đế van 26 khoang B đợc thông với khoang không khí của bộ chế hòa khí. Dới tác dụng của sự chênh lệch áp suất giữa khoang A và khang B, màng 7 đợc đẩy lên phía trên và thông qua cần 8 làm xoay bớm ga 1 về hớng đóng hẹp lại, hạn chế việc tiếp tục tăng lợng nhiên liệu đa vào nạp cho động cơ. 2.3.4 Bơm xăng: Động cơ Zil 130 lắp bơm xăng B10, dùng để đa xăng từ thùng chứa qua cốc lọc, đến bộ chế hòa khí, đảm bảo đủ về số lợng theo yêu cầu làm việc của động cơ. Kết cấu của bơm xăng đợc thể hiện trên hình. Bơm xăng đợc dẫn động từ trục khuỷu, khi đũa đẩy tác dụng lên cần bơm, kéo màng nén lò xo đi xuống. Lúc này, cửa hút 13 mở ra để hút xăng từ thùng vào khoang hút. Khi vấu cam trên bánh lệch tâm tiếp xúc với đũa đẩy ở gờ thấp, lò xo 11 giãn ra và đẩy màng bơm 5 cùng với cán 10 đi lên, nén xăng trong khoang phía trên màng bơm, các van đẩy 3 đợc mở ra, cung cấp xăng qua khoang đẩy vào bầu xăng của bộ chế hòa khí. Trong trờng hợp xăng trong bầu xăng của bộ chế hòa khí còng đủ thì bơm sẽ làm việc ở chế độ không tải. Cần bơm 8 dùng để bơm mồi nhiên liệu trớc khi khởi động động cơ. 2.3.5 Bầu lọc thô: Có nhiệm vụ lọc sạch tạp chất và nớc lẫn trong xăng trớc khi đa xăng đến bộ chế hòa khí, do đó tránh đợc hiện tợng tắc bộ chế hòa khí. Kết cấu đợc thể hiện trên hình Xăng đi theo chiều mũi tên, vào chứa trong bầu lọc, sau đó xăng qua các tấm lọc kim loại, các tạp chất và nớc lã bị lọc lại và lắng xuống, xăng đã đợc lọc sạch đi theo đ- ờng xăng ra để tới bộ chế hòa khí. Khả năng của bầu lọc có thể lọc đợc các hạt có kích thớc đến 0,05 mm 2.3.6 Cốc lọc lắng: Có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất có kích thớc nhỏ đã đi qua đợc bầu lọc thô. Kết cấu của cốc lọc lắng đợc giới thiệu trên hình. Xăng đợc đa từ bơm xăng vào trong cốc lọc rồi xăng thẩm thấu qua các phần tử lọc vào trong lòng cốc 6 chảy theo đờng xăng ra, cặn bẩn đợc giữ lại ở phần tử lọc. 2.3.7 Bầu lọc không khí: Có nhiệm vụ lọc sạch không khí cung cấp cho động cơ và giảm ồn trong quá trình nạp. Bầu lọc không khí của động cơ Zil 130 là loại lọc dầu - quán tính. GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 5 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 Khi động cơ làm việc, không khí bẩn đợc hút qua miệng hút 7, qua lỗ dẫn không khí hớng thẳng xuống đáy và vào vòng hắt dầu. Sau đó không khí đi tiếp qua các phần tử lọc, bụi đợc giữ lại một phần nữa và cuối cùng, không khí đi qua ống cao su dẫn vào trong họng khuếch tán của bộ chế hòa khí. 2.4 Hệ thống làm mát: 2.4.1 Sơ đồ làm việc của hệ thống làm mát: Khi động cơ làm việc, nhiệt độ các chi tiết của nó cần phải nằm trong giới hạn cho phép, nếu nhiệt độ các chi tiết quá cao có thể dẫn đến cháy vật liệu (pit tông, xupáp) sự giãn nở nhiệt lớn dẫn tới bó kẹp các chi tiết, cháy dầu bôi trơn, làm giãm chất lợng nạp của động cơ. Ngợc lại nếu nhiệt độ quá thấp sẽ làm giảm quá trình bay hơi tạo hỗn hợp và tăng các tổn thất nhiệt trong mài mòn các chi tiết của động cơ. nhiệt độ nớc tốt nhất nằm trong giới hạn 80 ữ 90 0 C. Do đó để duy trì nhiệt độ ổn định cần phải có hệ thống làm mát của động cơ, trên động cơ ZIL-130 ngời ta sử dụng hệ thống làm mát bằng nớc để lu thông tuần hoàn cỡng bức bằng bơm nớc. Sơ đồ hệ thống đợc giới thiệu trên (hình 20). Tuỳ thuộc vào trạng thái nhiệt của động cơ sự tuần hoàn của nớc trong hệ thống thực hiện theo vòng lớn hoặc vòng nhỏ và đợc bảo đảm bằng bơm nớc 2 dẫn động từ puly trục khuỷú thông qua đai truyền. Khi trạng thái nhiệt làm việc của động cơ bình thờng thì nớc làm mát sẽ tuần hoàn theo vòng lớn, trong trờng hợp này van hằng nhiệt 5 sẽ mở và nớc qua đoạn ống cao su đến phần trên của két làm mát 1 và theo ống trao đổi nhiệt xuống phần dới. Nớc qua két đợc làm nguội bằng không khí do quạt cung cấp và do dòng không khí sinh ra khi ôtô chuyển động. Lợng không khí qua két đợc điều chỉnh bằng cửa chớp. Nớc đợc làm nguội theo đờng ống dới đợc hút trở lại bơm và sau đó đẩy vào động cơ, khi nhiệt độ nớc còn thấp (<72 0 C) thì sự tuần hoàn của nớc sẽ thực hiện theo vòng nhỏ. Trong trờng hợp này nớc không qua két làm mát bởi van hằng nhiệt 5 đóng, mà qua đờng ống 4 trở lại bơm và vào áo nớc để đảm bảo sấy nóng nhanh động cơ. dần dần nhiệt độ nớc làm mát tăng van hằng nhiệt mở ra và nớc lu thông theo vòng tuần hoàn lớn. 2.4.2 Các cụm chính của hệ thống làm mát: a. Bơm n ớc: Bơm nớc kiểu bơm ly tâm có dùng cung cấp nớc tuần hoàn trong hệ thống làm mát động. Bơm nớc đợc bố trí phía đầu động cơ dẫn động từ trục khuỷu qua dây đai. Kết cấu bơm nớc đợc thể hiện trên (hình 21). Khi bơm làm việc, nớc từ rãnh dẫn nớc chảy qua cánh bơm 7, sau đó dới tác dụng của lực ly tâm nớc đợc hắt qua thành vỏ 8 qua rãnh nớc vào áo nớc xilanh. b. Két làm mát (bộ tản nhiệt): Két nớc là một thiết bị trao đổi nhiệt dùng để truyền nhiệt từ nớc làm mát cho dòng không khí chuyển động qua. Trên (hình 22) giới thiệu két làm mát. Khi nớc từ trong áo nớc của động cơ đa vào két mát , nhiệt độ của nớc truyền qua ống dẫn nớc ra các cánh tản nhiệt 1 và truyền ra ngoài không khí. Không khí nóng đợc quạt gió đẩy ra khỏi động cơ và nhờ vậy nớc qua két làm mát nhiệt độ giãm xuống. Khi áp suất trong két mát lớn hơn qui định van hơi 3 đợc mở ra và hơi sẽ thoát ra theo ống 5. Ngợc lại khi áp suất nớc trong hệ thống thấp , van không khí 4 đợc mở ra để tránh biến dạng các đờng ống nớc do chênh lệch áp suất. c. Van hằng nhiệt: GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 6 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 Van hằng nhiệt có nhiệm vụ nâng nhanh nhiệt độ sấy nóng và tự động duy trì chế độ của động cơ trong giới hạn cho phép. Kết cấu van hằng nhiệt đuợc giói thiệu trên (hình 23) Khi nhiệt độ nớc nhỏ hơn 72 0 C thì chất giãn nở rắn cha sôi van 4 đóng nớc đi theo vòng tuần hoàn nhỏ khi nhiệt độ nớc làm mát đạt 72 0 2 0 C thì chất giãn nở rắn sôi và giãn nở , đẩy màng cao su 9 và làm cho cán 5 đi lên tác dụng làm mở van 4, khi nhiệt độ nớc đạt 83 0 2 0 C thì van đợc mở hoàn toàn, do đó nớc đi theo vòng tuần hoàn lớn. Nhiệt độ 68 ữ 85 0 C tiết diện của van sẽ thay đổi làm thay đổi lợng nớc qua két duy trì chế độ nhiệt ổn định cho động cơ. 2.5. Hệ thống bôi trơn 2.5.1 Sơ đồ hệ thống bôi trơn và làm việc của hệ thống; Hệ thống bôi trơn làm giảm bề mặt tiếp xúc và giảm các tổn hao cơ khí do ma sát giữa các chi tiết chuyển động tơng đối với nhau. Ngoài ra dầu bôi trơn còn có nhiệm vụ dẫn nhiệt từ các bề mặt ngoài tiếp xúc ra ngoài và chống gỉ cho chúng. Trong động cơ sử dụng phơng pháp bôi trơn cỡng bức kết hợp với vung té. Sơ đồ hệ thống bôn trơn đợc thể hiện trên (hình 24). Trong hệ thống bôi trơn dầu từ đáy dầu đợc hút qua phao lọc dầu 13 và sau đó theo rãnh 4 đến đầu lọc ly tâm 6 cung cấp đến hộp phân phối đầu 5, từ 5 đi theo rãnh trái 15 và rãnh phải 8 khoan dọc trục hai phía bên ngoài blốc. Từ rãnh 15 dầu đợc cung cấp tới các ổ đỡ cổ trục khuỷu sau đó theo các rãnh 14 trong lòng trục khuỷu đến bề mặt bạc cổ khuỷu, đến ổ đỡ cuối cùng của trục cam, dầu từ hộp phân phối 5 cung cấp trực tiếp đến 4 ổ đỡ, còn lại dầu đợc cung cấp theo rãnh từ ổ đỡ cổ trục khuỷu. Trong ổ đở đầu tiên của trục cam có rãnh, qua đó dầu đợc cung cấp đến mặt bích tỳ vào sau đó chảy lên bánh răng trục cam. Trong cổ trục giửa các trục cam đợc khoang lỗ nghiêng 400. khi các lỗ đó quay trùng với các lố blốc, dầu sẽ theo rãnh lên bôi trơn cho các chi tiết gồm cò mổ khuỷu, dầu sẽ qua đó phun lên mặt gơng xilanh, sau đó dầu đợc vét qua các lố trong rảnh vòng găng dầu đi bôi trơn cho chốt pittông. Cơ cấu khuỷu trục- thanh truyền của máy nén khí 7 đợc bôi trơn theo phơng pháp vung té. Dầu đợc cung cấp theo đờng ống 8 và trở về theo đờng ống 10. 2.5.2. Các cụm chính của hệ thống bôi trơn: a. Bơm dầu: Cung cấp dầu áp suất cao đa vào đờng dầu chính đi bôi trơn và đến két mát dầu. Kết cấu bơm dầu đợc thể hiện trên (hình 25). Khi bơm dầu làm việc dầu từ cácte đợc hút vào khoang chân răng của các bánh răng, sau đó di chuyển vào vỏ 4 và 9 vào khoang đẩy để đến bầu lọc ly tâm và két mát dầu, áp suất cần thiết ngăn trên tạo ra đợc di trì ở giá trị xác định bằng van tiết lu, khi áp suất tăng lên (ví dụ bầu lọc ly tâm bị tắc) van tiết lu mở và dầu từ khoang đẩy, lại quay trở lại một phần về khoang hút của bơm. Van mở khí áp suất cao hơn 3,2 KG/cm 2 . Ngăn dới của bơm cung cấp dầu vào két làm mát dầu, áp suất duy trì từ 1,2 ữ 1,5 KG/cm 2 , nhờ van bi 14. khi áp suất lớn, van mở để tránh vỡ các đờng ống của két làm mát dầu.D b. Bầu lọc ly tâm: Bầu lọc có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất cơ học do mài mòn các chi tiết của đông cơ, các loại bụi từ không khí lẫn vào và các sản vật cháy có chứa trong dầu. Khi lọc lắp trên động cơ ZIL-130 là loại bầu lọc ly tâm toàn phần. Kết cấu bầu lọc đợc giới thiệu trên (hình 26) khi dầu cung cấp vào rãnh 25 vào trong lòng ống ngăn cách 7, ở đây một phần dầu sẽ qua lới lọc 5 phun qua 2 lỗ phun 1 theo hớng ngợc chiều nhau để tạo GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 7 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 thành phản lực quay rôto 3. rôto 3 đợc quay với vận tốc 5000 ữ 6000vg/ph dới tác dụng của lực ly tâm các tạp chất trong dầu sẽ văng ra bám trên thành nắp chụp 8, dầu sạch qua các lỗ hớng kính của trục 9 đi vào trong lòng ống rãnh 18 vào rãnh 26 đến hộp phân phối dầu. Trên rãnh 26 đợc lắp van tiết lu 23, van sẽ mở khi bầu lọc bị tắt để cung cấp dầu trực tiếp vào đờng dầu chính của động cơ. c. Két mát dầu: ở chế độ nhiệt làm việc ổn định của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn cần nằm trong giới hạn 85 ữ 90 0 C. Trong sử dụng do nhiệt độ của không khí môi trờng tơng đối cao, do động cơ thờng làm việc ở chế độ phụ tải cao, thời gian đầu của nhiệt độ của dầu bôi trơn sẽ vợt quá giới hạn trên và do đó phải làm mát, trong hệ thống bôi trơn của động cơ sử dụng két làm mát dầu kiểu ống ngoài có các rãnh tản nhiệt làm mát bằng không khí và bố trí trớc két ớc cùng động cơ. d. Bộ phận thông gió của cácte: Trong quá trình làm việc của động cơ, khí cháy lọt qua khe hở giữa xéc măng và thành xilanh, khe hở thanh đẩy và xu páp với bạc của nó để vào các te trong khí cháy gồm có hơi nớc, khí sunfua, hơi nhiên liệu hơi nớc sẽ ngng tụ trong cacte làm sủi bọt dầu tạo nhủ tơng quánh và nhờn, khí sunfuarơ (H 2 SO 3 ) sẽ kết hợp với hơi nớc tạo thành axit sunfuarít, axit sunfuarơ. Những axit này lẫn vào dầu nhờn đi lên các bề mặt ma sát và ăn mòn các bề mặt này. Vì vậy sẽ cho thoát những hơi trên. Động cơ sử dụng thông gió loại kín gọi là hệ thống thông gió cỡng bức. Kết cấu đợc trình bày trên (hình 27). Khí từ cácte đợc hút qua vòm giữa đầu 2 van 3 và đoạn ống 4 vào đờng ống nạp của động cơ và cuối cùng với đờng ống nạp vào xilanh của động cơ. 2.5.6. Bộ s ởi nóng động cơ: Dùng để giảm nhẹ việc khởi động máy trong điều kiện không khí bên ngoài thấp (-25 0 C) bộ sởi nóng gồm có nồi hơi với ống nối dẫn hớng, quạt điện, nhiên liệu ,van kiểu điện từ, nến điện nung nóng, bàn điều khiển và các đờng ống khoang trống của nồi hơi thờng xuyên thông với áo nớc làm mát của động cơ. Để sởi sởi nóng động cơ, mở van thùng nhiên liệu, đặt núm chuyển mạch trên bàn điều khiển vào vị trí thứ nhất để nối thông nồi hơi khoảng 30 ữ 50 giây. Sau khi thổi đặt núm chuyển mạch vào vị trí số 0, tr- ớc khi đổ nớc vào bộ sởi nóng phải kiểm tra xem có tốt không bằng cách mở công tắt nến điện. Sau khi bốc cháy và bộ sởi nóng làm việc ổn định thì đóng công tắt nến điện và sau 30 giây thì đóng bộ sởi nóng bằng cách di chuyển núm về vị trí 0. Đổ nớc vào, vặn nắp vào miệng đổ nớc và lại khởi động bộ hâm nóng. Khi hơi xuất hiện ra miệng đổ nớc của két nớc thì cắt bộ sởi nóng bằng cách di chuyển núm về vị trí 1 và khoá vòi thùng nhiên liệu, sau 30 giây đẩy núm về vị trí 0. khi sử dụng bộ sởi nóng, cần giữ gìn động cơ sạch sẽ , không để dò chảy xăng dầu chỉ đổ nhiên liệu vào thùng khi sử dụng bộ sởi nóng. Xe ôtô để trong nhà xe không sử dụng bộ sởi nóng tránh ô nhiễm. 1 Mã hiệu động cơ Đơn vị -130 GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 8 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 2 Loại động cơ Xăng 4 kỳ 3 Số xy lanh 8 4 Cách bố trí xy lanh Thành 2 dãy hình chữ V góc nhị diện 90 0 5 Trình tự làm việc của các xy lanh 1-5-4-8-6-3-7-2 6 Đờng kính xylanh và hành trình của pit tông mm 100 x 95 7 Tỷ số nén 6,5 8 Công suất định mức(Ne) [kW] [ml] 110,4 150 9 Số vòng quay của trục khuỷu V/ph 3200 a 0,9377 0,85 b 1,0589 à nl 110 c 0,9966 M o 0,505952 kgnl Kmol v 0,77 M t 0,43006 kgnl Kmol p r 0,11 [MPa] M 1 0,43915 kgnl Kmol T r 1000 0 K M 2 0,480997 kgnl Kmol T 0 24 0 C 297 0 K o 1,09529 p o 0,103 [MPa] 1,08865 r 0,074896 z 0,85 T 18 0 K Q T 9107,143 T a 362,729 0 K Q T 44000 p a 0,088099 [MPa] T z 2610,813 0 K n 1 1,34 Chỉ số P 4,106592 n 2 1,25 Chỉ số p z 4,42709 [MPa] p c 1,082115 [MPa] p b 0,432338 [MPa] T c 685,4454 0 K T b 1635,112 0 K Phần II tính toán chu trình công tác của động cơ. GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 9 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004 1. Mục đích của việc tính toán chu trình công tác là xác định các chỉ tiêu về kinh tế, hiệu quả của chu trình công tác và sự làm việc của động cơ. Kết quả tính toán cho phép xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu tình để làm cơ sở cho việc tính toán động lực học, tính toán sức bền và sự mài mòn các chi tiết của động cơ. 2. Tính toán quá trình trao đổi khí: ZIL-130, động cơ 4 kỳ không tăng áp. chọn trớc hệ số nạp v = 0,77 trong khoảng (0,76 ữ 0,77). Ta xác định hệ số khí sót r : r = 0,067ữ0,075 1 r r M M = hoặc ( ) = = vro or r Tp1 Tp 0,074896 trong đó: p r = 0,11 [MPa] ( 0,11 ữ0,12 ) T r = 1000 0 K ( 900ữ1100 ) T 0 = 24 0 C ữ 297 0 K p o = 0,103 2 m MN Giá trị của r phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nh tỷ số nén , số vòng quay n, áp suất của khí sót p r và nhiệt độ T r ở cuối quá trình thải cỡng bức. Khi tỷ số nén cao thì khí cháy đợc dãn nở nhiều nên T r giảm và r tăng. Nhng khi đó lợng khí nạp M 1 cũng tăng nên r giảm. Số vòng quay n càng cao thì vận tốc của các dòng khí nạp và thải đều cao nên sức cản trong các đờng ống nạp và thải đều lớn. Điều đó làm giảm hệ số nạp v và tăng p r nên r cao. Nhiệt độ cuối quá trình nạp T a : r rr0 a 1 TTT T + ++ = = 362,729 [ 0 K] T = 18 0 K ; (18ữ20) Rõ ràng giá trị của T a phụ thuộc chủ yếu vào độ sấy nóng khí nạp T và nhiệt độ khí sót T r . Mà T lại phụ thuộc vào phụ tải vàsố vòng quay của động cơ. Phụ tải càng lớn thì nhiệt độ của các chi tiết động cơ càng cao nên T cao. Số vòng quay càng cao thì vận tốc dòng khí nạp càng lớn, thời gian tiếp xúc giữa khí nạp và các chi tiết nóng càng giảm nên T cũng giảm theo. Khi số vòng quay tăng, nếu không có bộ tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu (ở động cơ diesel) hoặc góc đánh lửa sớm (ở động cơ xăng) thì quá GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 10 [...]... Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 25 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong Ngày 30/03/2004 =2 [độ/mm] EMBED AutoCAD.Drawing.15 phần IV kiểm nghiệm bền chi tiết xécmăng khí của động cơ Zil 130 Vì điều kiện làm việc của xécmăng khí làm việc nặng nề hơn nhiều so với xécmăng dầu nên ta chỉ cần kiểm nghiệm xécmăng khí là đủ áp suất riêng trung bình của xéc măng lên mặt gơng (vách) xy lanh: A 0,15E t EMBED... công tác, ta có thể dùng công thức kinh nghiệm sau đây để kiểm tra kết quả việc chọn và tính các thông số T Tr = b p b = 1026,787 [0K] 3 pr Tr Tro 100% T r% = Tro = 2,679% Vậy kết quả tính toán, chọn giá trị thông số của động cơ cần kiểm nghiệm đạt yêu cầu Phần III tính toán động lực học Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ 1 Các thông số chỉ thị: Đó là những... ích: e = i cơ = 21,9% ; ( 20ữ28 ) Công suất có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán: p V i.n Ne = e h = 109,631 [KW] 30 v .S.D 2 MN p e 2 ; Vh = = 0,746129 dm 3 ; n = 3200 ; = 4 4 m ph Mô men xoắn có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán : 3.10 4 N e = 327,1558 [Nm] Me = .n Phần trăm sai lệch công suất trong tính toán, lựa chọn thông số là 0,96% 3 Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình... ) 4 Tính toán quá trình cháy Việc tính toán đợc chia làm hai giai đoạn nh sau: Tính toán tơng quan nhiệt hoá: Lợng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu thể lỏng: Kmol 1 gC gH gO M0 = + = 0,505952 0,21 12 4 32 kgnl gc go gH 0,855 0,14 0 Lợng không khí thực tế nạp vào xy lanh động cơ ứng với 1 kg nhiên liệu Mt: kmol Mt = Mo = 0,43006 kgnl Số mol của. .. chuyển động tuyến tính, mj = 1,547 kg Lực Pj thay đổi trong suốt chu trình công tác của động cơ và đợc coi nh có phơng tác dụng trùng với phơng của lực khí thể Pk Tổng lực khí thể vàlực quán tính chuyển động tịnh tiến P = Pk + Pj [MN] Kết quả cho trong bảng dới Dựa trên kết quả tính lực Pj trong bảng, ta xây dựng đờng cong biến thiên lực Pj trên đồ thị P- với cùng tỷ lệ xích àP nh đối với lực khí thể... môn học Động Cơ Đốt Trong Ngày 30/03/2004 KJ Trong đó: QT = 44000 và gi [kg/KWh ] kgnl 2 Các thông số có ích: áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ: Động cơ xăng với i=8 và S < 1 khi mở hết bớm ga: D pcơ = 0,04 + 0,0135 CTB = 0,1768 [MPa] [ ] Sn = 10,1333 m s 30 áp suất có ích trung bình pe: Trong đó : C TB = ( 9ữ13 ) pe = pi -pcơ = 0,68875 [MPa] ( 0,55ữ0,75 ) pe Hiệu suất cơ khí: cơ = = 79,57%... 17 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong Ngày 30/03/2004 p Ne Gnl Me ge EMBED AutoCAD.Drawing.15 0 600 n[vg/ph] 3400 Đồ thị các đờng đặc tính ngoài của động cơ tính toán động lực học 1 Triển khai đồ thị công chỉ thị p -V thành đồ thị lực khí thể Pk tác dụng lên pít tông, theo góc quay : Đồ thị công chỉ thị thể hiện sự biến thiên áp suất tuyệt đối bên trong xy lanh theo sự thay đổi thể tích của xy lanh trong... học Động Cơ Đốt Trong Ngày 30/03/2004 2 Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến: Lực quán tính do khối lợng chuyển động tịnh tiến mj gây nên thờng đợc gọi tắt là lực quán tính chuyển động tịnh tiến: Pj = - mj R2 (cos + cos 2).10-6 [MN] Trong đó: Bán kính quay của khuỷu trục, R = 0,04755 [m]; Vận tốc góc trục khuỷu, = 335,1[ EMBED Equation.2 1 / s ] Hệ số kết cấu của động cơ, = 0,25696... 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 0,103 Dựng đặc tính ngoài của động cơ Để dựng đờng đặc tính, ta chọn trớc một số giá trị trung gian của số vòng quay n trong giới hạn giữa n min và nmax rồi tính các giá trị biến thiên tơng ứng của Ne, Me, Gnl, ge theo các biểu thức sau: GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 15 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong Ngày 30/03/2004 n n N e = N e max a... [MPa] 5 Tính toán quá trình dãn nở áp suất cuối quá trình dãn nở: p p b = nz = 0,425618 [MPa] ; ( pb = 0,35ữ0,5 [MPa] ) 2 Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở: T p = z = 1613,102 [0K] ; ( Tb = 1500ữ1700 [0K] ) Tc 6 Kiểm tra kết quả tính toán: GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 12 Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong Ngày 30/03/2004 Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu . tổng thể của động cơ Zil- 130 đợc thể hiện trên hình 1 2. Kết cấu động cơ Zil- 130: 2.1 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền: Gồm 2 nhóm chi tiết chính: + nhóm các chi tiết cố định + nhóm các chi tiết chuyển. tăng chi u dài của động cơ đồng thời hạ thấp trọng tâm của động cơ. Qua việc hạ thấp chi u cao của động cơ, việc bố trí động cơ trong khoang động lực rất thuận lợi, bên cạnh đó tàm nhìn của. quả của chu trình công tác và sự làm việc của động cơ. Kết quả tính toán cho phép xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu tình để làm cơ sở cho việc tính toán động lực học, tính toán sức bền và